低空智联网(Low-Altitude Intelligent Network, LAIN)是支撑低空经济规模化、智能化发展的核心数字基础设施。它并非单一网络,而是一个融合多种信息通信技术、感知技术、计算技术与空域管理技术的端到端智能化系统。其核心目标是解决低空飞行器(主要是无人机、eVTOL等)在安全、高效、规模化运行中面临的通信、监管、导航、环境感知与智能决策等一系列挑战。低空智联网的组成可以从核心功能网络、系统层级架构、关键使能技术、物理基础设施以及数据与应用平台等多个维度进行详尽阐述。
一、 核心功能网络:“五张网”协同体系
这是定义低空智联网组成最经典和公认的框架。低空智联网主要由通信网、感知网、导航网、气象网和算力网等“五张网”组成,它们协同工作,共同服务于低空应用的“通、监、导、气、算”五大核心需求。

低空通信网:是整个系统的“信息高速公路”。它为低空飞行器与地面控制站、用户终端、运营管理平台之间提供稳定可靠的信息传输通道。其实现方式主要包括两类:一是利用公共移动通信网络(如4G/5G/5G-A公网或专网);二是利用卫星互联网(特别是低轨卫星)实现广域覆盖;此外,还包括点对点通信、自组织网络(Mesh)等作为补充。
低空感知网:是系统的“眼睛和耳朵”,负责空域态势感知。它通过雷达、无线电监测、光电探测、ADS-B、通感一体化基站等多种手段,实现对低空飞行器的实时探测、识别、跟踪与轨迹监控。这构成了对低空飞行物进行精细化管理和空域安全管控的识别基础。
低空导航网:是系统的“高精度地图和指南针”。它融合北斗/GNSS卫星导航、地基增强系统(GBAS)、星基增强系统(SBAS)以及视觉导航、惯性导航等技术,为低空飞行器提供三维、厘米级的高精度定位服务,支撑其准确无误地沿预定航路飞行。
低空气象网:是系统的“环境感知器”。低空空域气象条件复杂多变,对飞行安全影响极大。该网络通过部署分布式气象传感器、激光雷达、微波辐射计等设备,并结合多源气象数据融合,构建起低空大气环境(如风、温、湿、压、能见度等)的精细化实时感知体系。
低空算力网:是系统的“智慧大脑”。它为低空飞行任务的实时数据处理、路径规划、协同决策、人工智能模型推理等提供所需的算力支撑。该网络通常采用“云-边-端”协同的计算架构,将中心云平台的强大算力、边缘计算节点的实时处理能力与飞行器自身的机载计算资源相结合,实现高效智能的作业调度与管理。
二、 系统层级架构:空天地一体化融合
从网络融合与系统集成的角度看,低空智联网是一个典型的空天地一体化信息网络。其架构通常被概括为 “三层一中心” 或 “网络-平台-应用”三层架构 。
网络层(基础设施层) :即上述“五张网”构成的物理与逻辑网络实体,包括地面蜂窝基站、卫星星座、各类感知设备、导航设施、计算节点等。
平台层(能力中枢层) :这是实现智能协同的核心。它基于网络层采集的多维数据,构建数字化空天地底座,并提供智能安全监管、空域资源调度、通感算智一体化协同、任务管理等功能。一个关键的组件是 “智能协同中心” ,它包含多模态信息融合单元和星地智能协同单元,负责全局性的路由管理、资源调度、集群控制与状态监控。
应用层(服务呈现层) :直接面向各类低空经济场景,如物流配送、城市巡查、农业植保、应急救援、空中交通、智慧文旅等。该层将平台层的能力封装成具体的服务,供最终用户使用。
三、 关键使能技术体系
支撑“五张网”高效运行和三层架构落地,依赖于一系列前沿关键技术:
通感一体化技术:将通信与感知功能深度融合,使通信基站既能传输数据,又能像雷达一样探测目标,是提升感知网效能和频谱利用率的核心。
高可靠低时延通信技术:特别是5G-A(5G-Advanced)技术,针对无人机高速移动、频繁切换、控制指令高可靠性等痛点进行增强,是通信网的关键。
高精度融合导航技术:结合北斗、视觉、惯性等多源信息,实现复杂环境下的连续、精准定位,是导航网的基石。
移动性管理技术:解决无人机在密集地面基站间、地面与卫星网络间无缝、高效切换的难题,保障通信连续性。
无线自组织网络技术:支持无人机群在无中心基础设施的情况下实现点对点、多点中继通信,增强系统灵活性和鲁棒性。
数字孪生与人工智能融合技术:构建低空数字孪生体,通过AI算法进行仿真推演、流量预测、冲突解脱和智能调度,是实现“智慧”空域管理的关键。
统一身份认证与安全管控技术:通过无人机可信标识等技术,实现飞行器的可信接入、统一认证和全生命周期安全监管,是规模化应用的前提。
四、 物理与新型基础设施
低空智联网的实体运行离不开广泛部署的基础设施:
1. 新型信息基础设施:
通信基站:特别是支持通感一体的5G-A基站,需进行针对性部署和优化(如采用鱼鳞状单扇区组网)以增强低空覆盖。预计到2035年,新建低空通信基站数量可能达到36万个。
感知设施:包括雷达站、无线电监测站、光电监控设备等。
导航增强设施:如北斗地基增强站。
边缘计算节点:部署在基站侧或区域中心,提供实时算力。
2. 传统物理基础设施:
起降场、充电/换电站、机库等,构成飞行器运行的地面支撑节点。
3. 空天基础设施:
低轨通信卫星星座、导航卫星等,提供广域、无盲区的通信、导航和监视能力。
五、 数据集成与智能处理平台
面对“五张网”产生的海量、异构、多源数据(如频谱数据、图像视频、传感器数据、定位数据等),低空智联网需要一个强大的数据处理与分析中枢。该平台的核心任务包括:
多模态信息融合:利用深度学习等技术,对来自不同源头的数据进行关联分析和语义对齐,形成统一的空域态势认知。
统一表征与知识图谱构建:将异构数据转化为标准化的信息表征,并构建低空知识图谱,支撑智能推理与决策。
感传算一体化调度:根据任务需求,动态协同调度感知、通信和计算资源,实现系统整体效能最优。
总结
综上所述,低空智联网是一个由“通信、感知、导航、气象、算力”五张功能网交织而成,采用“空天地一体化”层级架构,依托大量地面与空天新型基础设施,并通过一系列尖端使能技术和智能数据处理平台驱动的复杂巨系统。它的各个组成部分并非孤立存在,而是在统一的管理调度下深度协同,共同将低空空域从“不可见、难管理”的空白区域,转化为数字化、结构化、智能化的“低空高速路网”,从而解锁物流配送、城市治理、应急救援、空中出行等万亿级低空经济应用的无限潜能。
